EP1074099B1 - Transmission method in a domestic communication system comprising a wireless channel - Google Patents

Description

Translated fromFrench

L'invention a pour objet un procédé de transmission dans un réseaude communication dans lequel au moins certaines connexions sont de type'sans fil'. L'invention s'applique en particulier dans le domaine des réseaux decommunication domestiques.The subject of the invention is a transmission method in a networkin which at least some connections are of type'wireless'. The invention applies in particular in the field ofdomestic communication.

Dans un réseau de communication domestique, plusieurs typesd'équipements multimédia peuvent cohabiter. Certains de ces équipementspeuvent être reliés entre eux par l'intermédiaire de câbles. Ils constituent alorsun groupe câblé. Un réseau de communication domestique peut comporterplusieurs groupes câblés. Un réseau de communication domestiquecomportant plusieurs groupes câblés peut comporter également des liaisonssans fil. Ces liaisons sans fil sont destinées à relier les groupes câblés les unsaux autres. Le nombre de liaisons sans fil doit être suffisant pour que chaquegroupe câblé soit relié à au moins un autre groupe câblé.In a home communication network, several typesMultimedia equipment can coexist. Some of this equipmentcan be interconnected via cables. They then constitutea cable group. A home communication network may includeseveral cable groups. A home communication networkmultiple wired groups may also have linkswireless. These wireless links are intended to connect the wired groups to each other.to others. The number of wireless links must be sufficient for eachcable group is connected to at least one other cable group.

La communication par liaison sans fil peut être constituéesimplement par une liaison entre deux équipements en mode dit 'point à point'.Mais plus généralement, il peut y avoir plusieurs liaisons point à pointsimultanées dans le même réseau domestique. D'une façon plus généraleencore, ces liaisons sans fil peuvent constituer ensemble ce qu'on appelle unpont en terminologie réseau, c'est-à-dire un ensemble de liaisons 'multipoint-multipoint'permettant l'interconnexion de bus câblés du type IEEE1394-1995.Wireless communication can be madesimply by a connection between two equipment in the so-called 'point-to-point' mode.But more generally, there can be several point-to-point linkssimultaneously in the same home network. More generallyagain, these wireless links can together constitute what is called abridge in network terminology, ie a set of 'multipoint-to-multipoint' linksallowing the interconnection of wired bus type IEEE1394-1995.

L'ensemble des liaisons sans fil constitue le réseau decommunication sans fil domestique. Les groupes câblés du réseau decommunication domestique constituent les éléments du réseau decommunication domestique.The set of wireless links constitutes the network ofhome wireless communication. The cable groups in the network ofcommunication are the elements of the network ofdomestic communication.

Pour des raisons de propagation en milieu domestique, il estpossible que certaines liaisons sans fil entre divers éléments du réseau decommunication sans fil domestique ne puissent pas être établies. Parconséquent, au sein du réseau de communication sans fil domestique, il se peut que certains éléments ne soient pas reliés à tous les autres. Un tel réseauest dit à connectivité incomplète.For reasons of propagation in the home environment, it ispossible that certain wireless links between various elements of the network ofhome wireless communication can not be established. ByTherefore, within the home wireless communication network, there issome elements may not be connected to all others. Such a networkis said to have incomplete connectivity.

La bande passante disponible est une ressource limitée et doit êtreutilisée de la façon la plus efficace possible. On entend par utilisation efficacede fréquence tout schéma d'allocation de fréquence qui minimise notamment latransmission de données de service, comme par exemple des données servantà la coordination des membres (appareils) du réseau.Available bandwidth is a limited resource and must beused as efficiently as possible. Effective use meansof frequency any frequency allocation scheme which minimizes in particular thetransmission of service data, such as data servingcoordinating the members (devices) of the network.

L'invention a pour but de proposer un procédé d'accès au canalsans fil efficace.The purpose of the invention is to propose a channel access method.wireless efficient.

L'invention a pour objet un procédé de transmission dans un réseaude transmission comportant des appareils connectés au réseau, au moinscertains appareils étant reliés par au moins une liaison sans fil, caractérisé ence que :

• les communications sans fil sont effectuées selon un protocole detype TDMA isochrone, dans lequel une trame est divisée en fenêtrestemporelles attribuées sur réservation à des appareils,
• l'attribution d'une fenêtre d'une trame à un appareil étant tellequ'elle peut être déduite par tout appareil du nombre de fenêtres réservées partrame par chaque appareil et d'au moins un autre paramètre qui identifiel'appareil qui a effectué la demande.

The invention relates to a transmission method in a transmission network comprising devices connected to the network, at least some devices being connected by at least one wireless link, characterized in that:

• the wireless communications are carried out according to an isochronous TDMA protocol, in which a frame is divided into time slots allocated on reservation to devices,
• the allocation of a window of a frame to a device being such that it can be deduced by any device the number of windows reserved per frame by each device and at least one other parameter that identifies the device that has made the request.

L'attribution des fenêtres d'une trame est effectuée selon uneméthode non-équivoque connue de chaque appareil du réseau, qui peut ainsiconnaítre cette attribution à l'aide d'un minimum de paramètres.The allocation of the windows of a frame is carried out according to aunambiguous method known from each device in the network, which canknow this attribution using a minimum of parameters.

Selon un mode de réalisation particulier, chaque trame comporteune fenêtre de contrôle par appareil relié à la partie sans fil du réseau, laposition et l'ordre des fenêtres de contrôle dans chaque trame étant connus partous les appareils de cette partie sans fil du réseau.According to a particular embodiment, each frame comprisesa control window per device connected to the wireless part of the network, theposition and order of the control windows in each frame being known byall devices in this wireless part of the network.

Selon un mode de réalisation particulier, les fenêtres de contrôlesont réparties dans la trame et les positions de ces fenêtres sont identiques àchaque trame.According to a particular embodiment, the control windowsare distributed in the frame and the positions of these windows are identical toeach frame.

Selon un mode de réalisation particulier, la position des fenêtres decontrôle dans une trame est déterminée suite à une réinitialisation du réseau,par exemple suite à la connexion ou à la déconnexion d'un appareil du réseau.According to a particular embodiment, the position of the windows ofcontrol in a frame is determined following a network reset,for example, following the connection or disconnection of a device from the network.

Un changement de topologie induit une modification de l'attributiondes fenêtres dans une trame. Cette information doit par conséquent égalementêtre diffusée.A change of topology induces a modification of the attributionwindows in a frame. This information must therefore alsoto be broadcast.

Selon un mode de réalisation particulier, lors de l'enregistrementd'un appareil dans le réseau, un numéro d'ordre lui est attribué, l'ordre desfenêtres de contrôle étant déduit de l'ordre des numéros attribués aux appareilsdu réseau. Dans le mode de réalisation de l'invention, ce numéro est "l'adressephysique" d'un appareil.According to a particular embodiment, during the recordingof a device in the network, a serial number is assigned to it, the order ofcontrol windows being deducted from the order of the numbers assigned to the devicesnetwork. In the embodiment of the invention, this number is "the addressphysical "of a device.

Selon un mode de réalisation particulier, la fenêtre de contrôle d'unappareil comporte le cas échéant un paquet de données de réservation defenêtres.According to a particular embodiment, the control window of aIf applicable, the apparatus includes a data reservation packet ofWindows.

Selon un mode de réalisation particulier, un appareil recevant unpaquet de données relatif à une réservation l'inclut dans sa prochaine fenêtrede contrôle.According to a particular embodiment, an apparatus receiving areservation data package includes it in its next windowcontrol.

Les informations de réservation sont ainsi propagées de proche enproche à tous les appareils du réseau.The reservation information is thus propagated from nearclose to all network devices.

Selon un mode de réalisation particulier, à chaque changement detopologie du réseau, chaque appareil transmet une signalisation de type échodans sa fenêtre de contrôle, ladite signalisation étant destinée à être diffuséedans le réseau et à être renvoyée par chacun des autres appareils, l'appareilayant émis la signalisation déterminant à partir des renvois de la signalisationpar les autres appareils la durée de diffusion de sa demande de réservationdans le réseau.According to a particular embodiment, at each change ofnetwork topology, each device transmits echo type signalingin its control window, said signaling being intended to be broadcastin the network and to be sent back by each of the other devices, the devicehaving issued the decisive signaling from the references of the signalingby the other devices the duration of diffusion of its request for reservationin the network.

On entend par changement de topologie du réseau la connexion oula déconnexion d'un appareil connecté à la partie sans fil du réseau. Unappareil apprend grâce à la méthode ci-dessus le temps nécessaire à une deses trames pour atteindre tous les appareils du réseau.Network topology change means the connection ordisconnecting a device connected to the wireless portion of the network. Adevice learns through the method above the time required for one ofits frames to reach all network devices.

Selon un mode de réalisation particulier, un appareil ayant émis unedemande de réservation de fenêtres ne met en oeuvre cette réservationqu'après une durée correspondant à la durée de diffusion de ses données decontrôle dans le réseau.According to a particular embodiment, an apparatus having issued awindows reservation request only implements this reservationafter a period corresponding to the duration of the dissemination of its data ofcontrol in the network.

Selon un mode de réalisation particulier, une trame comporte enoutre un intervalle de temps dont l'utilisation est régie par un procédécontentieux et réservé à une transmission asynchrone.According to a particular embodiment, a frame comprises inin addition to an interval of time the use of which is governed by a methodcontentious and reserved for asynchronous transmission.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront àtravers la description d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par lesfigures parmi lesquelles :

• la figure 1 représente schématiquement un exemple d'un réseau decommunication dans lequel le procédé conforme au présent exemple est misen oeuvre,
• la figure 2a est un diagramme illustrant un exemple de répartitionde fenêtres dans une trame TDMA,
• la figure 2b est un diagramme représentant le niveau de puissancereçu par un premier appareil de la figure 1 pour chaque fenêtre de la trame dela figure 2a,
• la figure 2c est un diagramme représentant le niveau de puissancereçu par un second appareil de la figure 1 pour chaque fenêtre de la trame dela figure 2a,
• la figure 3 représente schématiquement la répartition de fenêtrescomportant des données de service et de fenêtres comportant des donnéesutiles dans une trame,
• la figure 4 représente schématiquement plusieurs tramessuccessives illustrant la propagation d'une mise à jour de l'attribution desfenêtres dans le réseau de la figure 1.

Other characteristics and advantages of the invention will become apparent through the description of a nonlimiting exemplary embodiment illustrated by the figures among which:

• FIG. 1 diagrammatically represents an example of a communication network in which the method according to the present example is implemented,
• FIG. 2a is a diagram illustrating an example of distribution of windows in a TDMA frame,
• FIG. 2b is a diagram representing the power level received by a first apparatus of FIG. 1 for each window of the frame of FIG. 2a,
• FIG. 2c is a diagram representing the power level received by a second apparatus of FIG. 1 for each window of the frame of FIG. 2a,
• FIG. 3 schematically represents the distribution of windows comprising service and window data including useful data in a frame,
• FIG. 4 schematically represents several successive frames illustrating the propagation of an update of the allocation of windows in the network of FIG. 1.

Dans un réseau de communication sans fil domestique dont leséléments comprennent des équipements domestiques multimédia tels quedécodeurs numériques de télévision, moniteurs vidéo, enregistreurs DVD ouDVC, chaínes audio, ordinateurs, imprimantes ou encore accès au réseautéléphonique commuté, le débit à transmettre est dimensionné par le format DV(IEC 1083) pouvant atteindre les 40 Mbit/s. D'autre part, dans un tel réseau, il est difficile d'attribuer à un élément particulier le rôle de maítre, c'est à direqu'aucun élément ne possède une fonction prépondérante qui peut justifierl'attribution de ce rôle. Un élément maítre est un élément qui possède unpouvoir de décision qu'il peut appliquer sur tous les autres éléments du réseau.
   Le réseau de communication sans fil domestique envisagé est doncun réseau construit selon une architecture de type distribuée, c'est à dire sansélément maítre.In a home wireless communication network whose elements include domestic multimedia equipment such as digital television decoders, video monitors, DVD or DVC recorders, audio channels, computers, printers or even access to the switched telephone network, the bit rate to be transmitted is sized by the DV (IEC 1083) format up to 40 Mbit / s. On the other hand, in such a network, it is difficult to attribute to a particular element the role of a master, that is to say that no element has a preponderant function that can justify the attribution of this role. A master element is an element that has decision-making power that it can apply to all other elements of the network.
The proposed wireless home communication network is therefore a network built according to a distributed type architecture, that is to say without a master element.

Un premier mécanisme connu en soi auquel on pourrait penser pourgérer l'accès d'un appareil au canal est le mécanisme dit 'FDMA' pour'Frequency Division Multiplex Access' en langue anglaise. Ce mécanismerevient à séparer la bande en autant de sous-bandes qu'il y a de liaisonspossibles. Cependant, dans un réseau domestique, la puissance reçue par unappareil du réseau varie selon l'appareil émetteur, étant donné quel'emplacement des appareils est de nature aléatoire dans les pièces del'habitation. Les distances entre appareils sont de ce fait variables, ainsi quel'atténuation des signaux introduite par des obstacles tels des murs ou desmeubles. Aussi, dans un réseau utilisant le mécanisme FDMA, chaque sous-bandepourrait être reçue par un même appareil avec des niveaux tellementdisparates que l'extraction par filtrage d'une sous-bande devient impossible, àmoins d'augmenter l'espacement entre sous-bande et de diminuer la bandepassante globale.A first mechanism known per se that one could think formanage the access of a device to the channel is the so-called 'FDMA' mechanism for'Frequency Division Multiplex Access' in English. This mechanismis to separate the band into as many subbands as there are linkspossible. However, in a home network, the power received by anetwork device varies according to the sending device, sincethe location of the devices is of a random nature in the rooms ofHousing. The distances between devices are therefore variable, as well assignal attenuation introduced by obstacles such as walls orfurniture. Also, in a network using the FDMA mechanism, each subbandcould be received by the same device with so many levelsdisparities that the filter extraction of a sub-band becomes impossible, atless to increase the spacing between subband and decrease the bandglobal passerby.

Un second mécanisme consiste dans le partage du canal parutilisation d'un code d'étalement orthogonal - mécanisme dit 'CDMA' pour'Code Division Multiplex Access' en langue anglaise. Les débits utiles visés del'ordre de 40 Mbits nécessiteraient une bande d'étalement de fréquencesupérieure à 100 MHz, ce qui est incompatible avec l'état de l'art actuel.A second mechanism is the sharing of the channel byuse of an orthogonal spreading code - a so-called 'CDMA' mechanism for'Code Division Multiplex Access' in English. The target flow rates ofthe order of 40 Mbits would require a frequency spreading bandgreater than 100 MHz, which is incompatible with the current state of the art.

Le mécanisme implémenté par l'invention est le mécanisme departage dans le temps - ou 'TDMA' pour Time Division Multiplex Access enlangue anglaise- où chaque appareil prend possession de la bande passantetotale pendant un intervalle de temps appelé 'fenêtre'. La prise de parole, c'est-à-direl'accès au canal est alors déterminée par une trame sur laquelle tous lesmembres du réseau sont synchronisés. Ce mécanisme TDMA est souple en ceque le débit de chaque liaison est déterminé par la proportion de fenêtres quilui est allouée. Plus le nombre de fenêtres par trame est grand, plus le débit de chaque liaison peut être défini de façon fine. En pratique, la trame TDMA estdécoupée en fenêtres de données utiles et de contrôle pour chaque appareil duréseau. Les fenêtres de contrôle véhiculent entre autres les informationsnécessaires pour déterminer l'attribution des fenêtres à chaque appareil duréseau sans fil, c'est-à-dire l'identité des sources d'émission pour chaquefenêtre.The mechanism implemented by the invention is the mechanism oftime share - or 'TDMA' for Time Division Multiplex Access inEnglish language - where each device takes possession of the bandwidthtotal during a time interval called 'window'. Speaking, that is to sayaccess to the channel is then determined by a frame on which allnetwork members are synchronized. This TDMA mechanism is flexible inthat the rate of each link is determined by the proportion of windows thatit is allocated to him. The larger the number of windows per frame, the greater the flow rate ofeach link can be defined finely. In practice, the TDMA frame iscut into windows of useful data and control for each device of thenetwork. Control windows convey, among other things, informationnecessary to determine the allocation of windows to each device of thewireless network, ie the identity of the sources of emission for eachwindow.

Dans le réseau domestique, différentes liaisons peuvent coexistersimultanément entre les appareils. Le débit affecté à chaque liaison peut êtrevariable: telle liaison entre un magnétoscope et un moniteur peut occuper 8Mbit/s et telle autre entre le décodeur numérique et un ordinateur personnelpeut n'occuper que 1 Mbit/s. La configuration des liaisons peut changer au grédes établissements et des interruptions. Certaines liaisons possèdent un débitmaximal constant et connu par l'avance (notamment lorsqu'elles transportentun flux audio vidéo), d'autres sont à débit variable et non prévisible (parexemple en cas de transfert de fichier). Il s'ensuit que le schéma d'allocation defenêtres est susceptible de changer pour chaque trame.In the home network, different links can coexistsimultaneously between the devices. The flow rate assigned to each link can bevariable: such connection between a VCR and a monitor can occupy 8Mbit / s and such another between the digital decoder and a personal computercan only occupy 1 Mbit / s. The configuration of the links can change at willestablishments and interruptions. Some links have a bitrateconstant and known by the advance (especially when transportingvideo stream), others are variable and unpredictableexample in case of file transfer). It follows that the allocation scheme ofwindows is likely to change for each frame.

La qualité de la liaison radio entre deux appareils quelconques duréseau peut être très variable. Cette qualité peut être telle qu'une liaisondonnée peut devoir être considérée comme inexistante. D'autre part, la liaisonde tout appareil du réseau avec tout autre appareil de ce réseau ne se justifiepar forcément. Connecter deux moniteurs peut, dans un contexte donné, nepas présenter un intérêt justifiant la création d'une liaison. Etant donnél'existence potentielle de liaisons défectueuses entre au moins certainsappareils, même les appareils qui ne peuvent pas communiquer doivent secoordonner pour accéder au canal sans fil, c'est-à-dire qu'ils doivent êtresynchronisés sur la même trame TDMA. On se trouve donc confronté auproblème consistant à diffuser une même trame TDMA - c'est-à-dire sastructure et sa position - sur un réseau à connectivité incomplète.
   La figure 1 illustre un réseau selon le présent exemple de réalisationdans lequel ces problèmes peuvent exister : Cinq appareils, numérotés de 1 à5, sont reliés par une transmission sans fil de la manière suivante (Table 1):AppareilLiaison sans fil12 - 421-3-43241 - 2 - 554The quality of the radio link between any two devices in the network can be very variable. This quality may be such that a given link may have to be considered as non-existent. On the other hand, the connection of any device in the network with any other device of this network is not necessarily justified. Connecting two monitors can, in a given context, not present an interest justifying the creation of a connection. Given the potential existence of faulty links between at least some devices, even devices that can not communicate must coordinate to access the wireless channel, that is, they must be synchronized to the same frame TDMA. We therefore face the problem of broadcasting the same TDMA frame - that is to say, its structure and its position - on a network with incomplete connectivity.
FIG. 1 illustrates a network according to the present exemplary embodiment in which these problems may exist: Five devices, numbered from 1 to 5, are connected by a wireless transmission in the following manner (Table 1):ApparatusWireless link 1 2 - 4 2 1-3-4 3 2 4 1 - 2 - 5 5 4

Des liaisons par câble (traits fins) existent entre les appareils 1, 2 et4 et d'autres appareils non illustrés. On notera à titre d'exemple qu'aucuneliaison sans fil n'est possible entre les appareils 1 et 5.
   La figure 2a illustre une répartition des fenêtres d'une trame (quicomporte neuf de fenêtres) dans le cas du réseau de la figure 1. La figure 2billustre la puissance reçue dans chaque fenêtre, vu de l'appareil 2. Lapuissance reçue de l'appareil 5 (en pointillés) est trop faible pour que le signalpuisse être exploité. La figure 2c illustre la puissance reçue par l'appareil 5 : cedernier ne peut recevoir que les émissions de l'appareil 4.Cable links (thin lines) exist between thedevices 1, 2 and 4 and other devices not shown. As an example, it will be noted that no wireless connection is possible betweendevices 1 and 5.
FIG. 2a illustrates a distribution of the windows of a frame (which comprises nine windows) in the case of the network of FIG. 1. FIG. 2b illustrates the power received in each window, seen from theapparatus 2. The power received of the device 5 (dashed) is too weak for the signal to be operated. FIG. 2c illustrates the power received by the device 5: the latter can only receive the emissions from thedevice 4.

On considère que la majorité, sinon toutes, les liaisons dans unréseau TDMA domestique sont bidirectionnelles. On considérera dans leprésent exemple que chaque appareil du réseau utilise la même bande defréquence radio. De par la nature de ces liaisons, chaque appareil est tantôtémetteur et tantôt récepteur (fonctionnement dit 'half-duplex' en langueanglaise). Quand il n'émet pas, un appareil doit successivement écouterdifférents autres interlocuteurs. Il ne peut pas pour cela mettre en oeuvre lestechniques classiques de synchronisation sur un signal continu dans le temps àl'aide d'asservissement mais doit se synchroniser rapidement à la volée surn'importe quel paquet reçu au début de chaque fenêtre. Cette synchronisationpaquet est d'autant plus difficile que d'une part la bande passante du signalreçu est grande, ce qui ne laisse pas de place à des implémentations desynchronisation sophistiquées, et d'autre part que la source d'émission dupaquet est susceptible de changer à chaque fenêtre. Cette synchronisationquasi instantanée doit s'adapter à chaque fois à des niveaux de puissance, desécarts de fréquence porteuse et écarts de positionnement temporels différents.The majority, if not all, of the links in adomestic TDMA network are bidirectional. We will consider inexample that each device in the network uses the same band ofradio frequency. By the nature of these links, each device is sometimestransmitter and sometimes receiver (so-called 'half-duplex' operation inEnglish). When it does not emit, a device must successively listendifferent other interlocutors. He can not for that purpose implement theconventional synchronization techniques on a continuous signal over time tothe servo aid but must synchronize quickly on the fly onany package received at the beginning of each window. This synchronizationpacket is all the more difficult as on the one hand the signal bandwidthreceived is large, which leaves no room for implementations ofsophisticated synchronization, and on the other hand that the emission source of thepackage is likely to change at each window. This synchronizationalmost instantaneous must adapt each time to power levels,carrier frequency deviations and different time positioning deviations.

Il peut être nécessaire de devoir transmettre à partir d'un appareil duréseau une horloge système à tous les autres appareils du réseau. Par exemple, un réseau sans fil interconnectant des réseaux câblés de typeIEEE1394, c'est-à-dire un pont sans fil IEEE1394 doit transmettre à partir d'unappareil en connexion avec le noeud IEEE1394 appelé " net cycle master " unehorloge 8 KHz. Les spécificités de la transmission de cette horloge dans lecadre de réseaux câblés interconnectés par des liaisons sans fil font l'objetd'une demande de brevet français déposée au nom de la Demanderesse lemême jour que la présente demande et portant le numéro 98 04982.It may be necessary to transmit from a devicenetwork a system clock to all other devices in the network. Byexample, a wireless network interconnecting cable networks of the typeIEEE1394, that is, an IEEE1394 wireless bridge must transmit from adevice in connection with the node IEEE1394 called "net cycle master" aclock 8 KHz. The specifics of the transmission of this clock in theframework of wired networks interconnected by wireless links are the subjectof a French patent application filed in the name of the Claimant onsame day as the present application bearing the number 98 04982.

Afin de relâcher ces contraintes drastiques en matière desynchronisation, le caractère statique de la topologie du réseau estavantageusement exploité. En effet, les caractéristiques de chaque têted'émission et de réception des appareils du réseau ainsi que du canal detransmission ne changent que très lentement et l'enregistrement d'un nouvelappareil dans le réseau est un événement relativement rare. Cet apprentissage- la connaissance d'un nouveau venu - peut donc se permettre d'être d'unelenteur relative.
   Pour permettre une synchronisation, on fait en sorte que l'attributiondes fenêtres d'une trame soit connue de tous les appareils du réseau au débutde chaque trame. Ainsi, un membre peut faire usage de sa connaissance apriori de la source d'émission en préparant les caractéristiques desynchronisation par interrogation de tables mises à jour lors d'écoutesprécédentes. Par exemple, il commande juste au début de la fenêtre deréception le gain d'amplification de sa chaíne de réception à la valeur qu'il autilisé antérieurement avec succès lors de la fenêtre que cette même source aprécédemment occupée. Il en profitera pour remettre à jour par différence cettevaleur pour l'avenir.In order to relax these drastic constraints in terms of synchronization, the static nature of the topology of the network is advantageously exploited. In fact, the characteristics of each head of transmission and reception of the network devices as well as the transmission channel change only very slowly and the recording of a new device in the network is a relatively rare event. This learning - the knowledge of a newcomer - can therefore afford to be relatively slow.
To allow synchronization, it is ensured that the allocation of windows of a frame is known to all network devices at the beginning of each frame. Thus, a member can make use of his knowledge a priori of the source of emission by preparing the synchronization characteristics by querying tables updated during previous listenings. For example, it just controls at the beginning of the reception window the amplification gain of its reception channel to the value it has previously used successfully during the window that this same source has previously occupied. He will take the opportunity to update by difference this value for the future.

Chaque appareil du réseau doit avertir tout autre appareil de sonintention d'utiliser de la bande passante, c'est-à-dire du nombre de fenêtres partrame qu'il souhaite utiliser dans le futur. Seuls les appareils communiquantdirectement avec l'appareil émettant cette information en sont avertisdirectement. Afin que cette information soit connue de tous, celle-ci est selon leprésent exemple de réalisation répétée dans les fenêtres de contrôle transmispar ces appareils directement atteints et elle transite ainsi de proche en prochevers tous les appareils du réseau.Each device in the network must notify any other device of itsintention to use bandwidth, that is, the number of windows perframe that he wants to use in the future. Only devices communicatingdirectly with the device transmitting this information are warneddirectly. In order for this information to be known to all, it is according to thepresent exemplary embodiment repeated in the transmitted control windowsby these devices directly affected and it thus passes gradually byto all devices in the network.

Le procédé conforme à l'invention comprend donc l'étape depropagation de proche en proche de l'information de partage du canal detransmission parmi les différents appareils qui le constituent.
   La vitesse de propagation de ces informations dépend de la positionrelative des fenêtres de contrôle entre elles. Si celles-ci sont par exempledisposées dans la trame suivant l'ordre des numéros des appareils (voir fig. 3décrite ci-dessous), l'information issue de l'appareil 1 sera instantanémenttransmise aux appareils joignables par la connexion sans fil qui pourront larépéter pendant leur fenêtre de contrôle au cours de la même trame.The method according to the invention therefore comprises the step of propagation step by step of the sharing information of the transmission channel among the various devices that constitute it.
The speed of propagation of this information depends on the relative position of the control windows between them. If these are for example arranged in the frame following the order of the numbers of the devices (see Fig. 3 described below), the information from thedevice 1 will be instantly transmitted to the reachable devices by the wireless connection who will be able to repeat it during their control window during the same frame.

La figure 3 est un exemple de l'attribution des fenêtres d'une trameaux cinq appareils de la figure 1 où les fenêtres de contrôle sont réparties dansde la trame dans l'ordre de leur numérotation. Les autres fenêtres du segmentréservées aux données utiles sont réparties dans l'espace restant.Figure 3 is an example of the allocation of windows in a frameto the five devices of Figure 1 where the control windows are distributed inof the frame in the order of their numbering. Other windows in the segmentreserved for useful data are distributed in the remaining space.

En revanche, une information issue d'une fenêtre de contrôle dudernier appareil émettant au cours de la trame ne pourra être transmise auxautres appareils qu'au plus tôt au cours de la prochaine trame. C'est parexemple le cas de l'appareil 5 dans le cas de la trame de la figure 3.
   Dans un réseau a connectivité incomplète, il est possible d'attribuerune profondeur à chaque appareil du réseau. La profondeur d'un appareil estdéfinie comme étant le nombre de trames nécessaires pour qu'une informationémanant de cet appareil soit diffusée dans tout le réseau.
   Dans l'exemple du réseau de la figure 1, si l'émetteur numéro 5 veutfaire part de son intention de modifier le nombre de fenêtres occupées, il devraattendre 2 trames après la trame courante avant d'être sûr que tous lesmembres du réseau en seront avertis. Ce n'est donc qu'à partir de la troisièmetrame suivant la trame courante qu'il pourra effectivement mettre en oeuvre lanouvelle allocation. Il sera ainsi nécessaire de recalculer la profondeur de tousles membres du réseau chaque fois qu'un appareil est connecté au réseau oudéconnecté du réseau.
   Les inconvénients de ce mécanisme de diffusion de l'information dupartage de la trame par répétition de proche en proche sont d'une partl'augmentation du volume de données de contrôle dans la trame et d'autre partle temps non négligeable de changement de configuration de la trame.On the other hand, information from a control window of the last device transmitting during the frame can be transmitted to the other devices only at the earliest during the next frame. This is for example the case of theapparatus 5 in the case of the frame of FIG.
In a network with incomplete connectivity, it is possible to assign a depth to each device in the network. The depth of a device is defined as the number of frames needed for information from that device to be broadcast throughout the network.
In the example of the network of Figure 1, if thetransmitter number 5 wants to announce his intention to change the number of windows occupied, he will have to wait 2 frames after the current frame before being sure that all the members of the network will be notified. It is therefore only from the third frame following the current frame that it can actually implement the new allocation. It will be necessary to recalculate the depth of all members of the network each time a device is connected to the network or disconnected from the network.
The disadvantages of this mechanism for distributing the information of the sharing of the frame by repetition step by step are on the one hand the increase in the volume of control data in the frame and on the other hand the significant time of change. configuration of the frame.

Afin de ne pas enfler démesurément le volume d'information àrépéter qui décrit quel appareil utilise quelle fenêtre de la trame, le format decette information doit être concis: il n'est pas envisageable de diffuser la listedes appareils occupant successivement chaque fenêtre dans la trame pourchacune des fenêtres. Selon le présent exemple, on transmet le nombre defenêtres occupées par chaque appareil, codé selon une convention communeaux appareils et un paramètre qui caractérise l'appareil qui a fait la demande.La convention de codage de cette liste permet alors à chaque appareil dedéterminer la configuration de trame de manière non ambiguë.
   Supposons par exemple que la trame contient 100 fenêtres dedonnées et que les appareils 1, 2, 3, 4, 5 occupent respectivement 10, 50, 10,2 et 5 fenêtres. On peut par exemple décider de placer les groupes de fenêtrespar ordre des numéros des appareils (chaque appareil du réseau sans fil ayantun numéro spécifique) soit en l'occurrence les 10 fenêtres du membre 1, puisles 50 de 2, puis les 10 de 3, puis les 2 de 4 et enfin les 5 de 5. La répétitiondes informations dans chaque fenêtre de contrôle ne concerne alors qu'unchamp de 5 fois 7 bits, chaque groupe de 7 bits donnant le nombre de fenêtresrelatif à un appareil donné. Cette convention n'est donnée qu'à titre d'exemple,d'autres conventions pouvant également être utilisées.In order not to inflate excessively the volume of information to be repeated which describes which device uses which window of the frame, the format of this information must be concise: it is not possible to broadcast the list of devices successively occupying each window in the frame for each of the windows. According to the present example, the number of windows occupied by each device, coded according to a convention common to the appliances and a parameter which characterizes the appliance which has made the request, is transmitted. The coding convention of this list then allows each device to determine the frame configuration unambiguously.
Suppose, for example, that the frame contains 100 data windows and that thedevices 1, 2, 3, 4, 5 occupy 10, 50, 10, 2 and 5 windows, respectively. For example, it is possible to place the groups of windows in order of the numbers of the devices (each device of the wireless network having a specific number), in this case the 10 windows of themember 1, then the 50 of 2, then the 10 of 3, then the 2 of 4 and finally the 5 of 5. The repetition of the information in each control window only concerns a field of 5 times 7 bits, each group of 7 bits giving the number of windows relative to a given device. This convention is only given as an example, other conventions can also be used.

La figure 4 illustre un exemple de la propagation selon l'invention del'information relative à l'attribution des fenêtres à chaque appareil dans leréseau de la figure 1, une trame étant structurée de la façon illustrée par lafigure 3. L'appareil 4 détermine une nouvelle attribution des fenêtres. Cettenouvelle attribution est diffusée dans la fenêtre de contrôle attribuée à l'appareil4 dans la trame i, qui est la première trame de la figure 4. Etant donné quecette fenêtre de contrôle est transmise à l'appareil 5, c'est le premier appareilqui pourra diffuser l'information d'attribution mise à jour, et ce au cours de latrame i, à un ou plusieurs appareils avec lequel il est en liaison. La fenêtre decontrôle de l'appareil 4 lors de la trame i est également reçue par les appareils1 et 2, mais ceux-ci ne pourront la propager que lors de la trame i+1. L'appareil3 sera averti suite à la transmission de la fenêtre de contrôle de la trame i+1, etpourra transmettre l'information au cours de cette trame i+1.FIG. 4 illustrates an example of the propagation according to the invention ofinformation relating to the allocation of windows to each device in theFIG. 1 network, a frame being structured in the manner illustrated by FIG.Figure 3. Thedevice 4 determines a new allocation of windows. Thisnew attribution is displayed in the control window assigned to thedevice4 in the frame i, which is the first frame of Figure 4. Sincethis control window is transmitted to thedevice 5, it is the first devicewho will be able to disseminate the updated award information during theframe i, to one or more devices with which it is connected. The window of4 device control during the frame i is also received by thedevices1 and 2, but they can only propagate it during the i + 1 frame. Thedevice3 will be notified following the transmission of the control window of the frame i + 1, andcan transmit the information during this i + 1 frame.

Les données asynchrones et isochrones peuvent être transmises enmode réservation ainsi que décrit précédemment. Il existe une nuance entre laréservation pour la transmission des données isochrones et asynchrones: dans le cas de données asynchrones, la réservation est renégociée à chaque trame,alors que dans le cas des données isochrones, la réservation peut n'êtrenégociée qu'à l'ouverture d'une connexion isochrone. Dans le cas des donnéesasynchrones, lors du transfert de volumes importants de données, il estpréférable d'utiliser un mode réservation. Par contre, dans le cas de faiblesvolumes de données, il peut être intéressant d'utiliser un mode contention. Ilest donc intéressant de prévoir deux modes de transmission asynchrones, unmode avec réservation (imposant un temps de latence, mais plus efficace pourdes volumes importants de données) et un mode à contention (efficace pourles faibles volumes de données, car la latence est réduite de même que laprobabilité de collision). La trame peut être dans ce cas partagée en une zoneréservée d'une part aux liaisons isochrones (et asynchrone avec réservation),et d'autre part en une zone disponible pour les liaisons asynchrones en modecontention. Il est par ailleurs envisageable qu'un appareil asynchrone n'ait pasà attendre la diffusion du nombre de paquets qu'il compte émettreincessamment, mais qu'il tente la transmission dès que possible dans la partiede la trame réservée au transfert asynchrone en mode contention. L'appareildestinataire en est nécessairement averti immédiatement puisqu'il est encontact radio direct avec l'appareil émetteur. Les cas de collision sont gérés parune détection de collision par l'appareil récepteur sous forme d'accusé deréception ou de non réception et répétition éventuelle après un nombrealéatoire de trames, procédé classique connu sous le nom " Aloha ". Afin dediminuer l'occurrence de ces collisions, il peut être bénéfique d'utiliser laversion dite " slotted Aloha " en langue anglaise où les départs possibles detransmissions asynchrones sont régulièrement espacés. Dans tous les cas, ilest nécessaire que la fonction réception des appareils du réseau sache estimerla qualité d'un paquet reçu, hypothèse vraisemblable dès lors qu'un décodaged'erreur par bloc est mis en oeuvre.Asynchronous and isochronous data can be transmitted inreservation mode as described above. There is a nuance between thereservation for the transmission of isochronous and asynchronous data: inthe case of asynchronous data, the reservation is renegotiated with each frame,while in the case of isochronous data, the reservation may not benegotiated only when opening an isochronous connection. In the case of dataasynchronous, when transferring large volumes of data, it isbetter to use a reservation mode. On the other hand, in the case of weakvolumes of data, it may be interesting to use a contention mode. heIt is therefore interesting to envisage two modes of asynchronous transmission, amode with reservation (imposing a latency time, but more effective forlarge volumes of data) and a contention mode (effective forlow volumes of data because the latency is reduced as well as thecollision probability). In this case, the frame can be divided into a zonereserved on the one hand for isochronous links (and asynchronous with reservation),and secondly in an area available for asynchronous mode linkscontention. It is also possible that an asynchronous device does not haveto wait for the number of packets to be broadcastincessantly, but that he tries the transmission as soon as possible in the partthe frame reserved for asynchronous transfer in contention mode. The devicerecipient is necessarily informed immediatelydirect radio contact with the transmitting device. Collision cases are managed bycollision detection by the receiving apparatus in the form of an acknowledgment ofreception or non-reception and possibly repetition after a numberrandom frame, a classic process known as "Aloha". In order todecrease the occurrence of these collisions, it may be beneficial to use theso-called "slotted Aloha" version in English where the possible departures ofasynchronous transmissions are regularly spaced. In any case,It is necessary for the reception function of the network devices to know how to estimatethe quality of a received packet, a probable hypothesis as long as a decodingblock error is implemented.

Claims (9)

1. Process of transmission in a transmission network comprisingtransmission appliances, at least certain appliances being linked by wirelesslinks,characterized in that:

   the wireless communications are performed according to anisochronous TDMA type protocol, in which a frame comprises time windowsallocated on reservation to appliances,

   the allocating of a window of a frame to an appliance beingperformed in such a way that any wireless appliance can deduce this allocationfrom the number of windows reserved per frame by each appliance and from atleast one other parameter identifying each wireless appliance.
2. Process according to Claim 1,characterized in that each framecomprises one control window per appliance linked to the wireless part of thenetwork, the order of the control windows in each frame being known to theother appliances of this wireless part of the network.
3. Process according to Claim 2,characterized in that the position ofeach control window within a frame is determined subsequent to areinitialization of the network.
4. Process according to Claim 3,characterized in that, whenregistering an appliance in the network, an order number is allocated to it, theorder of the control windows being deduced from the order of the numbersallocated to the appliances of the network.
5. Process according to one of Claims 2 to 4,characterized in that acontrol window of an appliance comprises as appropriate a windowsreservation data packet.
6. Process according to Claim 5,characterized in that an appliancereceiving a data packet relating to a reservation includes it in its next controlwindow.
7. Process according to one of Claims 2 to 5,characterized in that,on each change of topology of the network, each appliance transmits asignalling of echo type in its control window, the said signalling intended to bebroadcast in the network and to be returned by each of the other appliances,the appliance which sent the signalling determining on the basis of the returnsof signalling by the other appliances the duration of broadcasting of its requestfor reservation in the network.
8. Process according to Claim 7,characterized in that an appliancehaving sent a windows reservation request implements this reservation onlyafter a duration corresponding to the duration of broadcasting of its control datain the network.
9. Process according to one of the preceding claims,characterized inthat a frame furthermore comprises a time interval whose use is governed by acontentious process reserved for asynchronous transmission.

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